DE912716C

DE912716C - Elastic, metallic leaf spring for electrical switchgear

Info

Publication number: DE912716C
Application number: DEP52774D
Authority: DE
Inventors: Sven Gustaf Filip Blomqvist
Original assignee: Ingenioers N H F Rost & Soener
Current assignee: Ingenioers N H F Rost & Soener
Priority date: 1948-09-06
Filing date: 1949-08-24
Publication date: 1954-06-03
Also published as: GB678931A

Description

Die von den Walzwerken gelieferten Platten, aus denen Blattfedern geschnitten werden, weisen ungleichmäßig verteilte Spannungen auf. Diese ungleichmäßig verteilten Spannungen entstehen vielfach dadurch, daß die Metallbleche nicht überall die gleiche Stärke aufweisen und nicht gleichmäßig zwischen den Walzen gepreßt werden. Wenn daher solche Platten zerschnitten werden, werden diese ungleichmäßig verteilten Eigenspannungen im Material bei seinem Pressen und Formen ein Werfen des Erzeugnisses zur Folge haben. Durch ausschließliches "Pressen und Formen kann kein gleichmäßiges Erzeugnis erhalten werden. Beim Ausschneiden verschieden geformter Blattfedern aus einem Rohmetallblatt werden außerdem entlang den Kanten der ausgeschnittenen Federn ungleichmäßig verteilte Spannungen auftreten. Um jedoch einwandfreie Federn aus einem elastischen, blattförmigen Werkstoff hinsichtlich Form und Spannung usw. herzustellen, war bisher eine langwierige und kostspielige Nacharbeit von Hand erforderlich. Derartig ungleichmäßig verteilte und unregelmäßige Spannungen in einer elastischen, metallischen Blattfeder für elektrische Schaltgeräte werden gemäß der Erfindung durch ein bestimmtes Herstellungsverfahren und durch die hierzu benutzte Vorrichtung vermieden. Zu diesem Zweck werden die geschnittenen Blattfedern in einer Presse geprägt und geformt, von der beide Stempel Erhöhungen aufweisen. Durch das Eindringen der Erhöhun- 3cThe plates supplied by the rolling mills, from which leaf springs are cut, show unevenly distributed tensions. These unevenly distributed tensions arise in many ways in that the metal sheets do not have the same thickness everywhere and are not uniform be pressed between the rollers. Therefore, when such panels are cut, they will unevenly distributed internal stresses in the material during its pressing and shaping Throwing the product. By exclusive "pressing and forming" there can be no uniform product can be obtained. When cutting out differently shaped leaf springs from a sheet of raw metal also become uneven along the edges of the cut springs distributed stresses occur. However, to flawless feathers from an elastic, leaf-shaped Producing material in terms of shape and tension, etc., has been a tedious process up to now and expensive manual rework required. Such unevenly distributed and irregular Tensions in an elastic, metallic leaf spring for electrical switching devices are according to the invention by a certain manufacturing process and by the used for this purpose Device avoided. For this purpose, the cut leaf springs are stamped in a press and shaped, of which both punches have elevations. Through the penetration of the 3c

gen in die Blattfläche entstehen in der Feder Einpressungen, die in der Feder verbleiben, da ihre Tiefe und der Druck der Presse so gewählt sind, daß die Elastizitätsgrenze des Werkstoffes beim Pressen überschritten wird. Der Abstand zwischen zwei Eindrücken kann gleich dem Anderthalbfachen oder Doppelten der Stärke der Feder sein. Durch Anwendung dieses Verfahrens wird die Spannung in dem Material neu verteilt und vereinheitlicht, ίο Die Eindrücke sollen auf beide Seiten der Feder dadurch, daß beide Stempel mit Erhöhungen versehen sind, eingepreßt werden. Sie weisen vorteilhafterweise V-förmige Gestalt auf und sind auf beiden Federoberflächen gegeneinander versetzt angebracht. Sie können rechtwinklig zur Längsrichtung der Federn, jedoch auch parallel zur Längsachse der Federn, zur Erhöhung der Steifigkeit der Federn eingepreßt sein. Sie brauchen nicht geradlinig zu verlaufen, sondern können Wellenform aufweisen. Ihre Tiefe soll weniger als das o,5fache der Federstärke betragen.indentations occur in the spring in the leaf surface, which remain in the spring, because their depth and the pressure of the press are chosen so that the elastic limit of the material is exceeded during pressing. The distance between two impressions can be equal to one and a half times or twice the strength of the nib. By Using this procedure, the stress in the material is redistributed and unified, ίο The impressions should be on both sides of the pen in that both punches are provided with elevations, are pressed. You wise advantageously V-shaped and are offset from one another on both spring surfaces appropriate. They can be perpendicular to the length of the springs, but also parallel to the Longitudinal axis of the springs to be pressed in to increase the stiffness of the springs. You do not need to run in a straight line, but can have waveform. Their depth should be less than 0.5 times the spring strength.

Derartig hergestellte Federn können in alle elektrischen Schaltgeräte, wie Tasten, Schalter, Kontaktsätze, Fernsprechteilnehmergeräte, Summer, Relais, Wähler, Koordinatenwähler usw., eingebaut werden.Springs produced in this way can be used in all electrical switching devices, such as buttons, switches, contact sets, Telephone subscriber devices, buzzers, relays, dialers, coordinate dialers, etc., built-in will.

Die so hergestellten Blattfedern weisen gegenüber den bekannten auch noch den Vorteil auf, daß ein Nachjustieren der Feder praktisch fortfällt. Dieses Nachjustieren von Hand der bereits z. B. in ein Relais eingebauten Federsätze war sehr zeitraubend und außerdem auch sehr ungenau. Die Federn mußten geradegerichtet oder ihnen eine bestimmte Vorspannung gegeben werden. Man hat die Federn mit einer bleibenden Querkrümmung versehen und die Federn so in zwei Teile unterteilt, die gegeneinander geneigt sind. Man konnte so den Kontaktdruck, der für das einwandfreie Arbeiten des Relais nötig ist, nur unbefriedigend einstellen, besonders wenn die Fehlergrenze beim Einstellen des Kontaktdruckes sehr klein war. Der Grund für diese Schwierigkeit liegt darin, daß die Kontaktfedern mit guten Federeigenschaften durch ein einziges Biegen mit einem Werkzeug nicht so gebogen werden können, daß sich zwischen den beiden Teilen der Feder ein genauer Winkel ergibt, zumal nicht alle Federn die gleiche Stärke aufweisen. Die der Biegungsstelle benachbarten Teile sind nicht mehr eben. Man hat daher in den Fällen, in denen vorgespannte Federn benutzt werden, die Federteile, die gebogen werden sollen, gehämmert oder gewalzt, bis dieser Federteil die genaue Stärke aufweist und der gewünschte Winkel erhalten wird.The leaf springs produced in this way also have the advantage over the known ones that readjustment of the spring is practically eliminated. This readjustment by hand of the z. Am Spring sets built into a relay were very time consuming and also very imprecise. the Springs had to be straightened or given a certain preload. You have that Provide springs with a permanent transverse curvature and divide the springs into two parts, which are inclined towards each other. So you could get the contact pressure necessary for proper work of the relay is necessary, only set unsatisfactory, especially if the error limit when setting the contact pressure was very small. The reason for This difficulty lies in the fact that the contact springs with good spring properties by a single Bending with a tool cannot be bent so that it is between the two Dividing the spring gives an exact angle, especially since not all springs have the same strength. the parts adjacent to the bending point are no longer flat. One has therefore in those cases in which pre-tensioned springs are used, the spring parts to be bent are hammered or rolled, until this spring part has the exact strength and the desired angle is obtained.

Bei den nach dem neuen Verfahren hergestellten Federn werden diese Nachteile vermieden. Es ist möglich, den Winkel zwischen den beiden Federteilen genau einzuhalten Und den der Biegungsstelle benachbarten Teilen eine gewünschte Form, z. B. ebene oder gebogene Form, zu geben. Man kann auch nur den die Kontakte tragenden Teil biegen. Als weiterer Vorteil der metallischen, elastischen Blattfedern gemäß der Erfindung hat sich ergeben, daß bei Einpressungen rechtwinklig zur Federlängsrichtung eine etwa 15% größere Steifheit im Vergleich zur unbehandelten Feder auftritt. Hierdurch kann ein höherer Kontaktdruck in einem Federsatz erhalten oder der Spannungskrümmungswinkel verkleinert werden, oder es kann eine Blattfeder geringerer Stärke verwendet werden.These disadvantages are avoided in the springs produced by the new process. It is possible to keep exactly the angle between the two spring parts and that of the bending point adjacent parts have a desired shape, e.g. B. flat or curved shape to give. One can also bend only the part carrying the contacts. Another advantage of the metallic, elastic Leaf springs according to the invention have shown that when pressed in at right angles to In the longitudinal direction of the spring, there is an approximately 15% greater stiffness compared to the untreated spring. This allows a higher contact pressure to be obtained in a set of springs or the stress curvature angle can be reduced in size, or a leaf spring of lesser thickness can be used.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung nun im einzelnen näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.

Fig. ι stellt eine bewegliche Kontaktfeder dar, die sich geworfen und vor dem Prägen und Formen unregelmäßig gekrümmt hat;Fig. Ι represents a movable contact spring that is thrown and before the embossing and shaping has irregular curvature;

Fig. 2 zeigt die Feder nach Fig. 1 in Seitenansieht nach dem Prägen und Formen;Fig. 2 shows the spring of Fig. 1 in side view after embossing and shaping;

Fig. 3 zeigt die Feder nach Fig. 2 in der Ansicht von oben;FIG. 3 shows the spring according to FIG. 2 in a view from above;

Fig. 4 ist die Aufsicht eines Teiles der festen Kontaktfeder;Fig. 4 is a plan view of part of the fixed contact spring;

Fig. 5 ist die Seitenansicht eines Federteiles im vergrößerten Maßstab; *Fig. 5 is a side view of a spring member on an enlarged scale; *

Fig. 6 stellt die Seitenansicht eines Federsatzes mit vorgespannten und geformten Federn gemäß der Erfindung dar;6 shows the side view of a spring set with pre-tensioned and shaped springs according to FIG of the invention;

Fig. 7 zeigt die Seitenansicht der Presse und Formen zur Herstellung von Kontaktfedern;Fig. 7 shows the side view of the press and molds for producing contact springs;

Fig. 8 zeigt im vergrößerten Maßstab die Erhöhungen der Formen zwischen den Linien A-A und B-B und ihre gegenseitige Lage;Fig. 8 shows, on an enlarged scale, the elevations of the shapes between the lines AA and BB and their mutual position;

Fig. 9 stellt die Aufsicht auf die Erhöhungen einer Form dar;Fig. 9 shows the plan view of the ridges of a mold;

Fig. 10 zeigt im vergrößerten Maßstab eine Aufsicht auf einen Teil der Form.Fig. 10 shows, on an enlarged scale, a plan view of part of the mold.

Nach Fig. 2 bis 4 weist die Feder 1 einen ebenen und geraden Teil α und einen gekrümmten oder vorgespannten Teil b auf, an dessen freiem Ende sich die Kontakte 2 und 3 bzw. 4 und 5 befinden. Auf Wunsch kann dieses freie Ende der Federn, das von dem festen oder beweglichen und anhebenden Stegen 22 bzw. 23 getragen wird, ebenfalls gerade oder eben ausgebildet sein. Die bewegliche Kontaktfeder ist mit einer Ausnehmung 8 zum freien Durchtritt der Stege 22 und 23 versehen und weist ferner eine Stelle 6 ohne Eindrücke auf, wohin z.B. der Vorsprung 36 des Steges 23 greifen kann. Die feste Kontaktfeder ist mit einer Ausnehmung 9 zum Durchtreten der Stege 22 und 23 versehen und weist ebenfalls eine Stelle 7 auf, w^Tohin z. B. der Vorsprung 37 des festen Steges 22 fassen no kann, auf dem die feste Feder gewöhnlich ruht. Die Feder weist ferner die Löcher 11, 12 und 13 auf, um den geraden Federabschnitt an dem festen Träger 20 mittels Schrauben 24 zu befestigen, wobei die einzelnen Federn durch isolierende Scheiben 2.5 voneinander getrennt sind. Bei geringer Vorspannung der Feder kann diese in ihrem beweglichen Teil nahe ihrem festgehaltenen Teil eine Aussparung 14 aufweisen. In einem kleinen Bereich um die Löcher 11 bis 13 sind keine Eindrücke in den Oberflächen vorhanden, da sonst leicht die Rücken der Eindrücke in die Löcher hineingepreßt würden, was den freien Durchtritt der Befestigungsschrauben 24 oder das Unterlegen von Scheiben behindern würde.According to FIGS. 2 to 4, the spring 1 has a flat and straight part α and a curved or pretensioned part b , at the free end of which the contacts 2 and 3 or 4 and 5 are located. If desired, this free end of the springs, which is carried by the fixed or movable and lifting webs 22 or 23, can also be straight or flat. The movable contact spring is provided with a recess 8 for the free passage of the webs 22 and 23 and also has a point 6 without indentations, where, for example, the projection 36 of the web 23 can reach. The fixed contact spring is provided with a recess 9 for the passage of the webs 22 and 23 and also has a stop 7 on, w ^t OH in z. B. the projection 37 of the fixed web 22 can no grasp on which the fixed spring usually rests. The spring also has the holes 11, 12 and 13 in order to fasten the straight spring section to the fixed support 20 by means of screws 24, the individual springs being separated from one another by insulating washers 2.5. If the spring is slightly pretensioned, it can have a recess 14 in its movable part near its fixed part. In a small area around the holes 11 to 13 there are no impressions in the surfaces, since otherwise the backs of the impressions would easily be pressed into the holes, which would hinder the free passage of the fastening screws 24 or the placement of washers.

Die Fig. 5 zeigt, wie die zahnartigen Erhöhungen der Formen in die ebene Blattfeder eingegriffenFig. 5 shows how the tooth-like elevations of the shapes engaged in the flat leaf spring

und klare Eindrücke in den Federn hinterlassen haben. Wegen der Steifheit des Federmaterials sind die Erhöhungen der Formen nicht vollständig in das Material eingedrungen.and have left clear impressions in the feathers. Because of the stiffness of the spring material the ridges of the forms have not fully penetrated the material.

In Fig. 6 ist ein Federpaket mit dem Arbeitskontaktsatz 26-27, dem Ruhekontaktsatz 28-29 und dem Wechselkontaktsatz 30-32 dargestellt. Der feste Steg 22-34 wird durch eine feste und verstärkte Feder 21 gehalten, die außerdem zur Führung des beweglichen Steges 23-25 dient, während beide Stege oben durch die bewegliche Feder 33 geführt werden.In Fig. 6 is a spring assembly with the normally open contact set 26-27, the normally closed contact set 28-29 and the changeover contact set 30-32 shown. The solid web 22-34 is reinforced by a solid Spring 21 held, which also serves to guide the movable web 23-25, while both webs are guided by the movable spring 33 at the top.

Die Spannung der verschiedenen Federn kann nach Wunsch dadurch geändert werden,' daß den verschiedenartigen Federn unterschiedliche Vorspannungen gegeben werden. So kann man den Kontaktdruck der verschiedenen Federn von 10 bis mindestens 30 g ändern, je nachdem, welcher Druck an den verschiedenen Kontakten herrschen soll. So kann dieser Druck durch Einstellung der Vorspannungen der einzelnen Federn vor ihrem Zusammenbau zu einem Satz geregelt werden, so daß nach dem Einbau der richtige Druck vorhanden ist, ohne daß die Kontaktsätze noch nachträglich justiert zu werden brauchen.The tension of the various springs can be changed as desired by 'that the Different types of springs are given different biases. So you can Change the contact pressure of the various springs from 10 to at least 30 g, depending on which one There should be pressure at the various contacts. So this pressure can be adjusted by setting the Preloads of the individual springs are regulated before they are assembled into a set, so that the correct pressure is available after installation, without the contact sets still being used afterwards need to be adjusted.

In den Fig. 7 bis 10 ist eine Presse zum Formen und Prägen von Kontaktfedern gemäß der Erfindung dargestellt. Der Stempel 71 der Presse ist mit dem Bett 72 durch die Führungssäulen 73 verbunden.7 to 10 is a press for forming and stamping contact springs according to the invention shown. The punch 71 of the press is connected to the bed 72 by the guide pillars 73.

Die Form 74 ist in den Stempel 71 eingelegt und wird durch den Keil 76 festgehalten. Eine weitere Form 75 kann durch den Keil JJ άτι dem Bett 72 befestigt sein. Beide Formen weisen die übliche Gestalt 78-79 bzw. 80-81 auf, die sich nach der gewünschten Vorspannung der fertigen Feder richtet. Durch Austausch der Formstücke können Federn mit jedem beliebigen genauen Biegungswinkel zwischen dem festgehaltenen Teil und dem beweglichen, die Kontakte tragenden Teil der Feder erreicht werden, weil sich die Krümmung der Feder nicht auf eine einzelne Quereinpressung zu beschränken braucht, sondern sich über eine vorher bestimmte Länge oder auch über mehrere solcher Längen der Feder verteilen kann. So kann z. B. der Feder eine S-förmige Krümmung gegeben werden, oder es kann ihr Teil b (vgl. Fig. 2) über seinen ganzen Bereich gleichmäßig gebogen sein.The mold 74 is inserted into the punch 71 and is held in place by the wedge 76. Another shape 75 can be attached to the bed 72 by the wedge JJ άτι. Both shapes have the usual shape 78-79 or 80-81, which depends on the desired preload of the finished spring. By exchanging the fittings, springs with any precise bending angle between the fixed part and the movable part of the spring carrying the contacts can be achieved because the curvature of the spring does not need to be limited to a single transverse pressing, but rather extends over a predetermined length or can distribute it over several such lengths of the spring. So z. B. the spring can be given an S-shaped curvature, or its part b (see. Fig. 2) can be bent uniformly over its entire area.

Gute Ergebnisse sind erzielt worden, wenn die zahnförmigen Erhöhungen der Formen einen Winkel von etwa 120⁰ aufweisen. Die Zähne der Formen erfassen die ganze Länge des zu prägenden Federteiles, während die kleineren, dazwischenliegenden Teile einer Zugspannung infolge dieses Arbeitsganges unterworfen sind. Die in die Federn greifenden Erhöhungen der Formen hindern das Federmaterial daran, sich auszudehnen oder aus dem Rücken und den Furchen der zahnförmigen Erhöhungen zu entweichen, so daß die Außenmaße der Blattfedern nach dem Prägen und Formen erhalten geblieben sind.Good results have been achieved when the tooth-shaped elevations of the forms have an angle of about 120 ^0th The teeth of the molds cover the entire length of the spring part to be embossed, while the smaller parts in between are subjected to tensile stress as a result of this operation. The protrusions of the molds engaging in the springs prevent the spring material from expanding or from escaping from the back and the furrows of the tooth-shaped protrusions, so that the external dimensions of the leaf springs are retained after the embossing and molding.

Bei einer Form, die auf ihrer ganzen Oberfläche mit Erhöhungen 91 versehen ist (vgl. die Fig. 9 und 10), sind die Erhöhungen in gewissen gewünschten Bereichen fortgelassen oder beseitigt. Diese Bereiche 111 bis 113 weisen einen etwas größeren Durchmesser als die Löcher 11 bis 13 (vgl. Fig. 3) auf, damit die Unterlegscheiben für die Befestigungsschrauben gegen flache Federflächen anliegen. Durch die von Erhöhungen freien Bereiche 96 und 97 bleiben die Bereiche 6 und 7 in den zu prägenden Blattfedern ohne Eindrücke (vgl. die Fig. 3 und 4).In the case of a shape which is provided with elevations 91 on its entire surface (see FIG. 9 and 10), the bumps are omitted or eliminated in certain desired areas. These areas 111 to 113 show something larger diameter than holes 11 to 13 (see. Fig. 3) so that the washers for the fastening screws against flat spring surfaces issue. As a result of the areas 96 and 97 free of elevations, areas 6 and 7 remain in FIG the leaf springs to be embossed without impressions (cf. FIGS. 3 and 4).

Die Formen weisen außerdem die Löcher 92, 93, und 100 auf, in die die vor dem Prägen der Federn an diesen befestigten Kontakte 2-3 bzw. 4-5 eingepaßt werden, damit die unbehandelten Blattfedern in den Formen vor dem Prägen und Formen in der Presse zentriert und festgelegt werden. Um diese Löcher ist ebenfalls ein von Erhöhungen freier ringförmiger Bereich vorgesehen.The molds also have holes 92, 93, and 100 into which the prior to embossing the Springs on these attached contacts 2-3 and 4-5 are fitted so that the untreated leaf springs be centered and set in the molds before embossing and molding in the press. Around These holes are also provided with an annular area free of elevations.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Elastic, metallic leaf spring for electrical Switching devices, characterized in that the leaf spring on both surfaces with preferably V-shaped, parallel to each other and equally spaced as close to each other extending indentations of essentially the same length and depth is that the leaf spring has substantially uniform internal stresses.

2. Leaf spring according to claim 1, characterized in that that the indentations on one surface of the spring are offset from those on the other surface of the spring.

3. Leaf spring according to claim 1, characterized in that that the impressions run at an angle, in particular at right angles, to the longitudinal direction of the spring.

4. Leaf spring according to claim 1, characterized in that that the indentations run parallel to the longitudinal direction of the spring.

5. Leaf spring according to claim 1 to 3, characterized in that the leaf spring is pressed transversely is bent in several places, which divide the spring into several mutually inclined sections.

6. Leaf spring according to one of the preceding claims, characterized in that the Depth of the indentations is less than 0.5 times the spring strength.

7. Leaf spring according to one of the preceding claims, characterized in that the The distance between the indentations corresponds approximately to one and a half times to twice the spring strength.

8. Leaf spring according to one of claims 2 to 7, characterized in that the movable Contact springs can be raised through the projections on a web and the fixed contact springs rest on projections on a second web and that the Contact springs actuating webs are provided in the vicinity of the contacts.

9. Leaf spring according to one of claims 1 to 8, characterized in that the over

the indentations extending on both sides in the immediate vicinity of the contact area are not provided.

ok Leaf spring according to one of claims ι to 9, characterized in that the extending over the surfaces on both sides Indentations in the immediate vicinity of those intended for fastening the springs Holes are not provided.

11. Leaf spring according to one of claims 1 to 10, characterized in that the indentations extending over the surfaces on both sides are in the immediate vicinity of the Area of the spring where the webs intended for actuation and support engage, are not provided.

12. Method for generating uniform internal stresses in an elastic Leaf spring according to one of Claims 1

»O to 11, characterized in that the leaf spring at the same time between shapes with elevations and depressions so embossed and is deformed that the material is drawn into the depressions.

Device for carrying out the method according to claim 12, characterized in that a press has at least one pair of interchangeable molds, between which the leaf springs to be embossed and shaped are to be pressed, which molds with elevations and depressions are preferably sawtooth-shaped Cross-section are provided, wherein the ridges of a mold are arranged so that they can engage in the recesses between the teeth of the other shape, and that the molds are designed so that at the same time in one operation other than the embossing of the depressions and elevations in the springs desired parts can be given a flat, curved or curved shape.

14. Apparatus according to claim 13, characterized characterized in that the press is constructed in such a way that it processes several springs at the same time can be.

15. Apparatus according to claim 13 and 14, characterized in that the press with several different pairs of molds for simultaneous processing of several differently designed springs provided is.

16. The device according to claim 14 and 15, characterized in that the elevations and depressions of the shapes at the points the springs in the area of the holding and actuating bars, the contacts and the mounting holes would shape, are not intended.

17. The device according to claim 12 to 16, characterized in that the shapes of the press have bores into which the already grasp the contacts attached to the springs before inserting them into the press.

Referred publications:
German patent specification No. 574827.

1 sheet of drawings